Usanisinuru - ni nini? hatua ya photosynthesis. Masharti ya usanisinuru

Je, umewahi kujiuliza ni kiasi gani dunia ya viumbe hai?! Na kwa sababu wote wanahitaji kupumua oksijeni kuendeleza nishati na exhale dioksidi kaboni. Yaani carbon dioxide - sababu kubwa ya jambo hili, kama chumba stuffy. Hutokea wakati kuna mengi ya watu, na chumba kwa muda mrefu si kurushwa hewani. Aidha, kwa sumu kujaza vifaa hewa, gari binafsi na usafiri wa umma.

Kutokana na hayo, kuna swali mantiki: jinsi gani tulikuwa bado suffocated, kama maisha yote ni chanzo cha sumu kaboni? Mwokozi wa viumbe wote wanaoishi katika hali hii kazi kama photosynthesis. Ni nini ni mchakato na ni nini umuhimu wake?

matokeo ya - Mizani ya dioksidi kaboni na oksijeni ya hewa. Utaratibu huu hujulikana tu na wawakilishi wa flora duniani, kuna mimea, kama hutokea tu katika seli zao.

Usanisinuru yenyewe - utaratibu ngumu sana, kulingana na hali ya hakika, na hufanyika katika hatua kadhaa.

ufafanuzi

Kulingana na ufafanuzi wa kisayansi, vitu hai katika mwendo wa usanisinuru ni waongofu katika viumbe hai katika ngazi za mkononi, viumbe ototrofiki kutokana na yatokanayo na mwanga jua.

Kusema lugha zaidi ya kueleweka, usanisinuru ni hatua ambapo yafuatayo hutokea:

1. kupanda ni ulijaa na unyevu. chanzo cha unyevu inaweza kuwa maji au kutoka kwa mchanga unyevu hewa ya kitropiki.
2. Hutokea chlorophyll majibu (dutu maalum ambayo ndani kupanda) athari za nishati ya jua.
3. Elimu muhimu flora chakula kwamba wao kuzalisha wao wenyewe hawawezi njia heterotrophic, wakati wao wenyewe ni mtengenezaji wake. Kwa maneno mengine, mimea kulishwa na ukweli kwamba wao wenyewe kuzalisha. Hii ni matokeo ya photosynthesis.

hatua ya Kwanza

Karibu kila mmea ina nyenzo ya kijani, ambayo inaweza kunyonya mwanga. Dutu hii ni si zaidi ya chlorophyll. sehemu yake ya - chloroplasts. Lakini chloroplasts ziko katika shina la mimea na matunda yake. Lakini kawaida hasa katika asili jani photosynthesis. Tangu mwisho ni rahisi sana katika muundo wake na ina eneo kubwa kiasi kikubwa, ambayo ina maana kwamba kiasi cha nishati muhimu kwa ajili ya tukio la mkombozi wa mchakato huo utakuwa mengi zaidi.

Wakati mwangaza hufyonzwa na chlorophyll, Mwisho katika hali ya msisimko, na ahadi zao nishati kuhamishiwa molekuli nyingine kikaboni wa kupanda. idadi kubwa ya nishati hiyo huenda washiriki usanisinuru mchakato.

hatua mbili

Usanisinuru Elimu katika hatua ya pili hauhitaji ushiriki wa dunia. Lina katika malezi ya minyororo ya kemikali na matumizi ya sumu kaboni zinazozalishwa kutoka maji na wingi hewa. Pia awali wa seti ya vitu ambayo inatoa uwezo wa kuishi flora. Hizi ni wanga, sukari.

Katika mimea kama mambo hai kuwa kama chanzo nguvu kwa sehemu ya mtu binafsi ya mimea, wakati kutoa kozi ya kawaida ya taratibu lazima. Haya dutu zinazozalishwa na mimea, ambao wanatumia mimea kwa ajili ya chakula. Mwili wa binadamu ni ulijaa na vitu hivi kupitia chakula, ambayo ni pamoja na katika mlo wa kila siku.

Nini? Wapi? Lini?

Dutu kikaboni kikaboni akageuka, ni muhimu kwa kutoa hali mwafaka kwa ajili ya photosynthesis. Kwa utaratibu huu ni muhimu katika nafasi ya kwanza mwanga. Sisi ni kuzungumza juu ya bandia, na jua. Nature kawaida kupanda shughuli ni sifa ya nguvu ya spring na majira ya joto, yaani, wakati kuna haja ya kupokea kiasi kikubwa cha nishati ya jua. Hawawezi kuwa alisema kuhusu vuli pore, wakati taa ni wachache, mfupi siku. Matokeo yake, majani ya kimanjano, na kisha kabisa kuanguka mbali. Lakini mara tu kwanza spring uangaze mionzi ya jua, kijani kuongezeka nyasi mara moja tena shughuli zake chlorophylls, na itaanza kazi ya maendeleo ya oksijeni na wengine virutubisho, ambayo ni asili lazima.

hali ya usanisinuru pamoja na si tu mbele ya mwangaza wa mandhari. Unyevu pia inapaswa kutosha. Baada ya yote, kupanda inachukua unyevu wa kwanza, na kisha majibu huanza na nishati ya jua. Matokeo ya utaratibu huu na ni kupanda lishe bidhaa.

Tu kama kuna kijani dutu photosynthesis. chlorophyll ni, sisi zilizotajwa hapo juu. Wao ni aina ya kondakta kati mwanga au nguvu ya jua na mimea yenyewe, kuhakikisha shaka sahihi ya maisha na shughuli zao. vitu Green na ngozi uwezo wingi jua.

Ni ina jukumu muhimu na oksijeni. Kwa usanisinuru mchakato ulifanikiwa, mimea unahitaji yake mengi, kwa sababu muundo wake lina 0.03% tu asidi ya kaboni. Hivyo nje ya 20 000 m ^{3 ya} hewa wanaweza kupata mita 6 ³ asidi. Ni mwisho ingredient - msingi malighafi kwa ajili ya glucose, ambayo kwa upande, ni dutu muhimu kwa ajili ya maisha.

Kuna hatua mbili ya photosynthesis. kwanza inaitwa mwanga, na ya pili - giza.

Nini utaratibu hatua percolation mwanga

hatua mwanga wa usanisinuru ni jina lingine - photochemical. washiriki kuu katika awamu hii ni:

• nishati ya jua;
• Rangi asili mbalimbali.

Pamoja na sehemu ya kwanza ya wazi, ni jua. Lakini nini ni rangi hawajui kila mmoja. Wao kuja katika kijani, njano, nyekundu au bluu. Ni pamoja na makundi ya kijani chlorophylls "A" na "B" kwa njano na nyekundu / bluu - phycobilins mtiririko huo. shughuli photochemical tu chlorophylls maonyesho kati ya washiriki katika hatua hii ya mchakato "A". wengine ni mali ya nafasi ya ziada, kiini cha ambayo - mkusanyiko wa quanta mwanga na usafiri wao wa kituo cha photochemical.

Tangu chlorophyll kijana mwenye uwezo ufanisi ngozi ya nishati ya jua na wavelength fulani zifuatazo mifumo photochemical imetambuliwa:

- photochemical kituo cha 1 (kijani jambo kundi "A") - ni pamoja na katika 700 rangi rays kufyonza mwanga ambao urefu ni takriban 700 nm. rangi hii ni ya nafasi ya msingi katika uumbaji wa bidhaa wa hatua ya mwanga wa photosynthesis.

- photochemical kituo cha 2 (kijani dutu kundi "B") - sehemu ya rangi 680 ni pamoja na kwamba inachukua rays mwanga wa 680 nm urefu. Yeye anamiliki Actor, ambayo yamo katika kujaza kazi za elektroni kupoteza photochemical kituo cha 1. Hii ni kupatikana kwa hidrolisisi kioevu.

Wakati 350- 400 molekuli za rangi kwamba iliyokolea mwanga fluxes katika photosystem 1 na 2 tu molekuli moja ya rangi, ambayo ni photochemically kazi - chlorophyll kundi "A".

Nini kinaendelea?

1. nishati mwanga kufyonzwa na kupanda, ina athari kwenye rangi yaliyomo humo 700, ambayo hupita kutoka hali ya kawaida na hali ya uchochezi. Rangi hupoteza elektroni, kusababisha kinachojulikana shimo elektroni. Zaidi ya hayo, rangi molekyuli ambayo imepoteza elektroni, inaweza kuwa kama ya kukubali kwake, yaani, chama anapokea elektroni, na kurudi fomu.

2. mchakato wa photochemical mtengano wa maji katika kituo cha mwanga kufyonza rangi 680 photosystem 2. Baada ya kuoza ya maji sumu elektroni ambayo awali kukubaliwa nyenzo kama vile saitokromu C550, na kutambuliwa na barua Swali: Naapa kwa elektroni saitokromu kuingia mzunguko flygbolag na ni kusafirishwa kwa kituo 1 kwa photochemical kujaza mashimo e, ambayo ni matokeo ya kupenya ya quanta mwanga na mchakato wa kufufua ya rangi 700.

Kuna wakati kama molekuli anapata nyuma elektroni bado kufanana. Hii kusababisha kutengwa wa nishati mwanga kama joto. Lakini karibu kila mara elektroni kuwa chaji hasi, ikiwa ni pamoja na protini maalum ya chuma-sulfuri na unafanywa kwenye moja ya minyororo au rangi 700 unaingia mzunguko mwingine vector na kuunganishwa na ya kukubali mara kwa mara.

Katika mfano halisi kwanza, kuna mzunguko elektroni usafiri imefungwa aina, katika pili - mzunguko.

taratibu zote mbili kuanguka katika hatua ya kwanza ya usanisinuru chini ya kuchochea mlolongo hicho cha elektroni flygbolag. Lakini Ikumbukwe kwamba kwa mzunguko aina photophosphorylation kuanza na mwisho wakati huo huo kusafirisha Chl uhakika, wakati wakati mpito mzunguko inahusisha kusafirisha dutu kijani "B" kikundi chlorophyll "A".

Makala ya usafiri mzunguko

Ufosforiaji ya mzunguko pia kama photosynthetic. Kutokana na utaratibu huu zinazozalishwa molekuli ATP. msingi wa hii ni kurudi usafiri baada hatua chache mfululizo katika elektroni hali msisimko juu ya rangi 700, ambapo nishati iliyotolewa, kupokea sehemu katika mfumo fosforai enzyme kuwa mkusanyiko zaidi katika vifungo phosphate ya ATP. Yaani, nishati si dissipated.

Ufosforiaji ya mzunguko ni majibu ya msingi ya usanisinuru, kulingana na malezi ya kemikali teknolojia ya nishati ya chloroplast tilaktoidov nyuso utando kwa kutumia mwanga wa jua nishati.

Bila photosynthetic ufosforiaji hisia za assimilation katika awamu giza ya usanisinuru haiwezekani.

Nuances kusafirisha noncyclic aina

mchakato yamo katika kurejesha NADP + na NADPH malezi ya N *. utaratibu ni msingi elektroni uhamisho ferredoxin kupunguza majibu yake na mpito baadae kwa NADP + pamoja na kupungua zaidi kwa NADP * H.

Matokeo yake, elektroni ambayo wamepoteza rangi 700, elektroni ni replenished kwa njia ya maji ambayo ni iliyooza na rays mwanga katika photosystem 2.

Acyclic njia ya elektroni ambayo kati yake pia ina maana mwanga usanisinuru unafanywa kwa Akijibu pamoja photosystems mbili, unajumuisha yao mlolongo elektroni-usafiri. Mwanga elektroni nishati anaongoza mtiririko wa nyuma. Wakati wa usafiri wa photochemical kituo cha 1 hadi kituo cha 2 elektroni kupoteza sehemu ya nishati yao kutokana na mkusanyiko kama protoni uwezo juu ya tilaktoidov utando ardhi.

Katika awamu giza ya usanisinuru mchakato wa kuunda uwezo protoni-aina katika mlolongo elektroni usafiri, na shughuli kwa ajili ya malezi ya ATP katika chloroplasti ni karibu sawa na mchakato huo katika mitochondria. Lakini makala bado zipo. Tilaktoidami katika hali hii ni mitochondria twist katika upande mbaya. Hii ni sababu kuu kwamba elektroni na protoni hoja kwa utando katika mwelekeo kinyume jamaa na mtiririko uhamisho katika utando mitochondrial. elektroni ni kusafirishwa kwa nje, na protons ni kusanyiko katika mambo ya ndani ya tumbo tilaktoidnogo. Mwisho inachukua tu chaji chanya, na nje ya utando tilaktoida - hasi. Kutoka hili kwa sababu hiyo njia ya protoni gradient aina tofauti ya njia yake na mitochondria.

Kipengele kingine ni pH ya juu katika uwezo wa protoni.

kipengele cha tatu ni kuwepo kwa minyororo miwili tu tilaktoidnoy maeneo muungano na kama matokeo ya uwiano wa molekuli ya ATP kwa protons sawa na 1: 3.

hitimisho

Katika hatua ya kwanza ya usanisinuru ni mwingiliano wa nishati ya mwanga (bandia na neiskusstvennoy) kutoka kupanda. Kukabiliana na miale ya jambo kijani - chlorophyll, wengi ambayo ndani ya majani.

malezi ya ATP na NADP * H - matokeo ya majibu hayo. Bidhaa hizi ni muhimu kwa tukio la athari giza. Kwa hiyo, hatua ya mwanga - kisheria mchakato, bila ambayo itakuwa hatua ya pili - giza.

hatua giza: kiini na sura ya kipekee

Dark usanisinuru na majibu yake ni carbon dioxide utaratibu hai Dutu kupata wanga. Utekelezaji wa hizi athari kutokea katika stroma chloroplast na ushiriki hai wa bidhaa kuchukua hatua ya kwanza ya usanisinuru - mwanga.

Katika hatua ya giza msingi photosynthetic utaratibu juu ya mchakato wa assimilation ya dioksidi kaboni (pia huitwa photochemical ukabsilishaji, Calvin mzunguko), ambayo ni sifa ya mzunguko. Lina awamu tatu:

1. Carbonation - uliopo CO _2.
2. Restorative awamu.
3. Awamu ya wongofu ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - sukari na atomi kaboni tano - imejikita kwenye utaratibu wa ufosforiaji kwa gharama ya ATP, na hivyo kuzalisha ribulozodifosfat ambayo ni zaidi wanakabiliwa na ukabsilishaji na uhusiano na CO ₂ ya bidhaa na carbon sita, ambayo instantly iliyooza na majibu kwa molekuli ya maji, kujenga aina mbili Masi asidi phosphoglyceric . Kisha asidi kufanyiwa marejesho kamili katika utekelezaji wa athari enzymatic ambayo inahitajika kuwepo kwa ATP na NADP kuunda sukari kwa carbon tatu - tatu carbon sukari, triose au alidehaidi phosphoglyceraldehyde. Wakati mbili kama triose kufupishwa hexose molekuli kupatikana, ambayo inaweza kuwa sehemu ya wanga molekuli na debugged hifadhi.

Awamu hii ya mwisho na ukweli kwamba wakati wa mchakato wa usanisinuru, ni kufyonzwa na molekuli moja ya CO ₂ na kutumia molekuli tatu ATP na H atomi nne Geksozofosfat amenable kwa athari ya pentose phosphate mzunguko, kusababisha wongofu ribulozofosfata ambayo inaweza kuungana tena na molekuli nyingine ya asidi ya kaboni.

Ukabsilishaji mmenyuko, ahueni, wongofu hawezi kuwa ni tu kwa seli maalum ambapo usanisinuru unafanyika. Ni nini "sare" kati yake taratibu, pia, hawezi kusema, kwa sababu bado kuna tofauti - wakati mchakato wa kufufua inatumia NADPH + H badala NAD + H.

Uliopo CO ₂ ribulozodifosfat hupitia kichocheo, ambayo inatoa ribulozodifosfatkarboksilaza. bidhaa Matokeo ni 3-phosphoglycerate, nafuu kwa gharama ya NADPH * H 2 na ATP kwa glyceraldehyde-3-phosphate. mchakato wa kupunguza ni catalysed na glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase. mwisho ni urahisi kuongoka katika dihydroxyacetone phosphate. malezi fruktozobisfosfata. Sehemu ya molekuli wake kushiriki katika wongofu mchakato ribulozodifosfat, kufunga mzunguko, na sehemu ya pili inaendeshwa kujenga hifadhi kabohaidreti katika seli photosynthetic, yaani ina usanisinuru ya wanga.

Mwanga nishati inahitajika kwa ajili ya fosforasi na tathmini wa viumbe hai, na nishati ya oxidation ya vitu hai inahitajika kwa ajili ya ufosforiaji uoksidishaji. Hii ndiyo sababu mimea hutoa maisha kwa wanyama na viumbe wengine kwamba ni heterotrofiki.

Usanisinuru katika seli za mimea unafanyika kwa njia hii. mazao yake ni muhimu kwa ajili ya wanga kuundwa carbon mifupa aina ya vitu ya mimea ya dunia ambayo ni za asili ya viumbe hai.

Organic nitrojeni dutu kufyonzwa katika aina photosynthetic viumbe na kupunguza nitrate isokaboni, na kiberiti - kutokana na kupunguka kwa sulfates kwa makundi sulfhydryl wa asidi amino. Hutoa uundaji wa protini, asidi nucleic, lipids, wanga, cofactors ni photosynthesis. Nini ni "sahani" ya vitu muhimu kwa mtambo tayari alisisitiza, lakini kwa sekondari za awali ambazo ni thamani ya dawa dutu (flavonoids, alkaloids, terpenes, polyphenols, steroids, orgkisloty na wengine), si neno alisema. Kwa hiyo, hakuna exaggeration kusema kwamba usanisinuru - muhimu kwa maisha ya mimea, wanyama na binadamu.